Eu(Fe0.79Ru0.21)2As2电子结构的角分辨光电子能谱研究

铜氧化物超导体广泛体现出具有节点的能隙结构,而在种类繁多的铁基超导体中,能隙结构呈现出丰富的多样性。在有的材料中报道了无节点的能隙分布,而有节点的能隙分布也在一些材料中被观测到。有人提出维象关系,晶格常数,特别是铁砷层的高度(hPn),与能隙节点行为有关。当hPn小于(大于)1.33 Å时,它可能是一个有节点的(无节点的)超导体。BaFe2(As0.7P0.3)2 Ba(Fe0.65Ru0.35)2As2就是这样的例子,他们的hPn都小于1.33 ÅEu(Fe0.79Ru0.21)2As2也是一个等价位替换的超导体,其结构与BaFe2(As0.7P0.3)2 Ba(Fe0.65Ru0.35)2As2一样,也同样可以用I4/mmm空间群表征。Eu2+离子不仅仅形成了一个由4f磁矩构成的亚晶格,而且还造成了晶格常数的变化。X光衍射(XRD)的精修结果显示Eu(Fe0.79Ru0.21)2As2hPn1.35Å,这样的话,Eu(Fe0.79Ru0.21)2As2应该是一个能隙不具有节点的铁基超导体,与BaFe2(As0.7P0.3)2 Ba(Fe0.65Ru0.35)2As2迥异。

我们用角分辨光电子能谱研究了Eu(Fe0.79Ru0.21)2As2的低能电子结构。利用光子能量依赖和偏振依赖的实验测量,我们得到了三维动量空间的能带结构,并且确定出各个能带的轨道特性。沿着Γ-M方向,有三条空穴型能带位于布里渊区中心,他们分别来自于dxz, dyz, dxy轨道。dyzdxy构成的能带简并在一起,并且随kz没有色散。但dxz构成的能带显示出很强的kz依赖关系。特别是,我们发现来源于dz2轨道的ζ能带在Z点附近没有贡献谱重到费米面上,与BaFe2(As0.7P0.3)2 Ba(Fe0.65Ru0.35)2As2不同。由于BaFe2(As0.7P0.3)2 Ba(Fe0.65Ru0.35)2As2都是有能隙节点的超导体,而且他们的hPn都小于1.33Å,但Eu(Fe0.79Ru0.21)2As2hPn大于1.33Å,我们的结果给节点、dz2轨道特性和hPn三者存在一个直接的关系提供了更多证据,有助于铁基超导体中能隙节点的理解。

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  • 论文见: M. Xia, W. H. Jiao, Z. R. Ye, Q. Q. Ge, Y. Zhang, J. Jiang, R. Peng, X. P. Shen, Q. Fan, G. H. Cao, T. Zhang, B. P. Xie and D. L. Feng*, Electronic structure of Eu(Fe0.79Ru0.21)2As2 studied by angle-resolved photoemission spectroscopy" Journal of Physics: Condensed Matter 26, 265701 (2014).